Les pompes à chaleur sont géniales - tout le monde le dit, n'est-ce pas ? Mais elles sont aussi un peu... magiques ? Pas vraiment, bien sûr.
Mais la technologie des pompes à chaleur est mystérieuse, à moins d'être un expert en physique ET en chauffage et refroidissement.
Et la plupart des publications sur Internet vous incitent soit à acheter une pompe à chaleur, soit à NE PAS acheter de pompe à chaleur et à vous contenter de chauffer au mazout ou au propane.
Nous avons donc décidé de démystifier les pompes à chaleur pour tout le monde et de répondre directement aux questions afin que vous puissiez prendre vos propres décisions d'achat en toute connaissance de cause. Êtes-vous prêts à apprendre ? C'est parti :
Une pompe à chaleur est un appareil autonome à deux composants qui utilise la technologie de la réfrigération et l'électricité pour fournir du chauffage et de la climatisation aux maisons, aux entreprises et à d'autres applications.
Une pompe à chaleur est composée de deux éléments : une unité de condensation qui se trouve le plus souvent à l'extérieur de la maison et qui produit le chauffage ou le refroidissement, et une unité intérieure qui se trouve généralement sur un mur et qui fait passer l'air chaud ou froid dans la maison ; comme le condenseur et l'unité de traitement de l'air sont séparés ou "séparés" par une conduite de réfrigérant, les pompes à chaleur sont parfois appelées "mini-splits".
Les pompes à chaleur offrent des taux d'efficacité extraordinairement élevés, ainsi que la possibilité de fournir du chauffage et de la climatisation sans avoir besoin de conduits dans la maison ; parce que des conduits ne sont pas nécessaires, vous entendrez peut-être parler de pompes à chaleur "sans conduit".
En bref, les pompes à chaleur transfèrent la chaleur d'un endroit à un autre.
Les pompes à chaleur air-air déplacent la chaleur entre l'air intérieur d'une maison et l'air extérieur d'une maison, tandis que les pompes à chaleur géothermiques transfèrent la chaleur entre l'air intérieur d'une maison et le sol extérieur d'une maison. Enfin la pompe à chaleur air-eau permet de chauffer ou refroidir l'eau de votre circuit de chauffage (surtout dans les climats plus doux).
Nous nous concentrerons sur les pompes à chaleur à air, mais le fonctionnement de base est le même pour les différents types de pompes à chaleur que vous pouvez installer.
Un point très important à comprendre pour répondre à la question "comment fonctionnent les pompes à chaleur" est que les pompes à chaleur ne produisent pas de chaleur - elles déplacent la chaleur d'un endroit à un autre.
Elles appliquent les lois de la thermodynamique à la règle, rien de plus.
Une chaudière crée de la chaleur qui est distribuée dans toute la maison, mais une pompe à chaleur absorbe l'énergie thermique de l'air extérieur (même par temps froid) et la transfère à l'air intérieur.
En mode refroidissement, la pompe à chaleur et le climatiseur fonctionnent de manière identique, absorbant la chaleur de l'air intérieur et la restituant par l'intermédiaire de l'unité extérieure.
Pour déterminer quel type de système convient le mieux à votre maison, il faut tenir compte de plusieurs facteurs importants, notamment la taille de la maison et le climat local.
Vous ne savez pas quoi choisir ? Pas d'inquiétude, un installateur RGE local possèdera l'expertise nécessaire pour évaluer correctement vos besoins particuliers et vous aider à prendre la bonne décision.
Un système typique de pompe à chaleur à air se compose de deux éléments principaux, une unité extérieure (qui ressemble à l'unité extérieure d'un système de climatisation) et une unité intérieure de traitement de l'air.
L'unité intérieure et l'unité extérieure contiennent toutes deux plusieurs sous-composants importants. Voici un petit résumé :
L'unité extérieure contient un serpentin et un ventilateur. Le serpentin fonctionne comme un condenseur (en mode refroidissement) ou un évaporateur (en mode chauffage). Le ventilateur souffle de l'air extérieur sur le serpentin pour faciliter l'échange de chaleur.
Comme l'unité extérieure, l'unité intérieure, communément appelée unité de traitement de l'air, contient un serpentin et un ventilateur. Le serpentin agit comme un évaporateur (en mode refroidissement) ou un condenseur (en mode chauffage).
Le ventilateur, lui, est chargé de déplacer l'air à travers le serpentin et dans les conduits de la maison.
Le réfrigérant est la substance qui absorbe et rejette la chaleur lorsqu'elle circule dans le système de pompe à chaleur.
Le compresseur met le réfrigérant sous pression et le fait circuler dans le système.
La soupape d'inversion est une partie du système de pompe à chaleur qui inverse le flux de réfrigérant, permettant au système de fonctionner dans la direction opposée et de passer du chauffage au refroidissement.
La soupape d'expansion agit comme un dispositif de dosage, régulant le débit du réfrigérant lorsqu'il passe dans le système, permettant une réduction de la pression et de la température du réfrigérant.
L'une des choses les plus importantes à comprendre concernant le fonctionnement d'une pompe à chaleur et le processus de transfert de la chaleur est que l'énergie thermique souhaite naturellement se déplacer vers des zones où la température est plus basse et la pression plus faible.
Les pompes à chaleur s'appuient sur cette propriété physique, en mettant la chaleur en contact avec des environnements plus frais et à plus faible pression afin que la chaleur puisse se transférer naturellement.
C'est ainsi que fonctionne une pompe à chaleur.
Le détendeur réduit la pression du réfrigérant liquide chaud, ce qui le refroidit considérablement. À ce stade, le réfrigérant est à l'état liquide et froid, prêt à être pompé vers le serpentin évaporateur de l'unité intérieure pour recommencer le cycle.
Une pompe à chaleur en mode chauffage fonctionne de la même manière qu'en mode refroidissement, sauf que le flux de réfrigérant est inversé par la bien nommée vanne d'inversion.
L'inversion du flux signifie que la source de chauffage devient l'air extérieur (même lorsque les températures extérieures sont basses) et que l'énergie thermique est libérée à l'intérieur de la maison.
Le serpentin extérieur a maintenant la fonction d'un évaporateur et le serpentin intérieur celle d'un condenseur.
Les principes physiques du processus sont les mêmes. L'énergie thermique est absorbée dans l'unité extérieure par le réfrigérant liquide froid, le transformant en gaz froid.
Une pression est ensuite appliquée au gaz froid, le transformant en gaz chaud. Le gaz chaud est refroidi dans l'unité intérieure par le passage d'air, ce qui réchauffe l'air et condense le gaz en liquide chaud.
Le liquide chaud est libéré de la pression lorsqu'il entre dans l'unité extérieure, ce qui le transforme en liquide froid et renouvelle le cycle.
Une pompe à chaleur est un système de refroidissement et de chauffage polyvalent et efficace. Grâce à une vanne d'inversion, une pompe à chaleur peut modifier le flux de réfrigérant et chauffer ou refroidir une maison.
L'air est soufflé sur un serpentin d'évaporation, transférant l'énergie thermique de l'air au réfrigérant. Cette énergie thermique circule dans le réfrigérant jusqu'à un serpentin de condensation, où elle est libérée lorsqu'un ventilateur souffle de l'air sur le serpentin.
Grâce à ce processus, la chaleur est pompée d'un endroit à un autre.
Les pompes à chaleur vous permettent effectivement de réaliser des économies d'énergie.
Étant donné qu'une pompe à chaleur n'utilise que l'électricité pour l'alimentation et non pour la production de chaleur, elle offre un taux d'efficacité remarquablement élevé et une empreinte carbone basse en France où l'électricité est principalement nucléaire.
Lorsqu'on utilise un système de chauffage électrique traditionnel - comme les plinthes électriques ou les radiateurs d'appoint, par exemple - la quantité de chaleur produite est proportionnelle à la quantité d'électricité utilisée : une unité de chaleur par unité d'électricité pour un rendement de 100 %.
Avec une pompe à chaleur, le taux d'efficacité augmente considérablement car l'électricité consommée sert uniquement à alimenter les deux ventilateurs (évaporateur et condenseur), le compresseur et la pompe pour concentrer la chaleur à l'extérieur et l'amener dans votre maison.
De ce fait, les pompes à chaleur sont capables de fournir plus de 3 unités de chaleur pour chaque unité d'électricité utilisée, pour des taux d'efficacité supérieurs à 300 %.
Cela signifie des factures d'électricité moins élevées pour une maison confortable - les pompes à chaleur sont très peu coûteuses à faire fonctionner, augmentant votre facture d'électricité d'une moyenne de 50€ par mois par pompe à chaleur qui fonctionne constamment dans la maison.
Si vous utilisez une pompe à chaleur en même temps qu'un système de chauffage principal tel que le fioul, le gaz ou l'électricité, vous réaliserez des économies supplémentaires en utilisant la pompe à chaleur pour compenser la consommation du combustible principal : une pompe à chaleur peut compenser jusqu'à 1000 litres de fioul dans une maison typique, ce qui permet d'économiser sur les combustibles fossiles coûteux et polluants.
De plus, les pompes à chaleur contribuent ainsi à réduire l'empreinte carbone de votre maison.
Les pompes à chaleur augmentent votre facture d'électricité, mais réduisent vos coûts pour les autres combustibles de chauffage.
Chaque pompe à chaleur monobloc utilisée quotidiennement augmentera votre facture d'électricité de 30 à 80 euros par mois.
Toutefois, la pompe à chaleur réduira d'autant votre facture de combustible de chauffage - pour un ménage type qui utilise 3000 litres de fioul par an, une pompe à chaleur peut réduire la quantité de mazout utilisée de 1000 gallons.
En chiffres concrets, chauffer votre maison avec une pompe à chaleur équivaut à chauffer votre maison pour 48 % de moins qu'au fioul en moyenne.
L'avantage des installations de panneaux solaires photovoltaïques est que, pendant la journée, lorsque le soleil brille, vos panneaux de toit récoltent l'énergie solaire et la convertissent en électricité pour votre maison.
Dans de nombreux foyers, l'énergie générée par le panneau qui n'est pas utilisée dans la maison vous est créditée par votre compagnie d'électricité et est utilisée pour compenser votre facture d'électricité à la fin de chaque mois. La plupart des maisons auront toujours une facture d'électricité pour l'énergie utilisée pendant la nuit, pendant les orages ou pendant les périodes de forte utilisation comme les périodes très chaudes de l'été.
Cependant, votre pompe à chaleur est alimentée par l'électricité - et lorsque vous associez des panneaux solaires pour l'électricité à des pompes à chaleur pour le chauffage (qui utilisent l'électricité comme source d'énergie), vous chauffez votre maison pour une moyenne d'environ 9 cents par kWh contre 14,5 cents par kWh sans l'énergie solaire, ce qui réduit effectivement le coût de fonctionnement de votre pompe à chaleur de près de 40 % par an.
Oui, mais cela est dégressif et il faudrait qu'il fasse très, très froid pour qu'une pompe à chaleur cesse complètement de fonctionner.
Les différents modèles de pompes à chaleur ont des limites différentes quant à la température acceptable avant qu'elles cessent d'être efficaces.
Les pompes à chaleur sont classées en fonction de leur "rendement".
Lorsqu'il fait 30 degrés, une pompe à chaleur produira en général facilement 100 % de sa puissance avec le meilleur rendement. Cependant, lorsque la température commence à baisser, le rendement commence également à baisser - et lorsque le rendement commence à baisser, la pompe à chaleur "travaille plus fort" pour maintenir votre maison à température.
C'est un peu comme si vous deviez appuyer sur l'accélérateur pour faire monter votre voiture sur une pente raide, c'est là que les taux d'efficacité des pompes à chaleur commencent à chuter - plus d'énergie est utilisée pour produire moins de rendement.
Ces rendements varient avec les marques et les modèle. Par exemple avec la pompe à chaleur Mitsubishi, le taux d'efficacité commence à chuter à environ -16 degrés Fahrenheit. À -2 degrés, vous obtiendrez environ 87 % de la production de l'unité. Et à -25 degrés, vous obtiendrez environ 76 % du rendement de l'unité.
Il n'est pas clair à quelle température l'unité cessera de fonctionner entièrement mais cela est aux alentour de -28 selon les fabricants.
Dans les vieilles maisons moins isolées, avec de grandes quantités de pertes de chaleur ou des courants d'air, une pompe à chaleur devra également travailler plus fort pour s'adapter à la perte rapide de chaleur due à ces problèmes. Cependant, les maisons plus récentes ont souvent une excellente isolation et sont construites pour éviter les pertes de chaleur.
Dans ce cas, la chaleur créée par une pompe à chaleur est conservée à l'intérieur de la maison et permet à la pompe à chaleur de fonctionner avec une plus grande efficacité.
Dans certains climats plus chauds, les pompes à chaleur peuvent être la seule source de chaleur en hiver. Toutefois, dans les zones un peu plus froides comme les Alpes, les Pyrénées ou le Nord, nous recommandons que la plupart des maisons aient une source de chaleur principale ou d'appoint pour les journées très froides ou les longues périodes de basses températures pendant lesquelles les thermopompes auraient de la difficulté à récupérer les pertes de chaleur.
Ces autres sources peuvent être le fioul, le gaz, le propane, l'électricité ou la biomasse avec les chaudières à granulés de bois par exemple. Nous suggérons le chauffage aux granules de bois ou au gaz naturel pour réduire les coûts de chauffage et les émissions de carbone qui contribuent aux changements climatiques.
Un chauffe-eau à pompe à chaleur utilise la même technologie de pompe à chaleur que celle décrite ci-dessus pour chauffer l'eau sanitaire d'une maison.
Les chauffe-eau à pompe à chaleur sont très bien isolés et l'eau retient très bien la chaleur (on dit qu'elle a une grande inertie thermique). Ainsi, les chauffe-eau à pompe à chaleur peuvent fournir de l'eau chaude à une famille type de quatre personnes à un coût de fonctionnement très faible, le plus souvent 10€ ou moins par mois.
Les prix des pompes à chaleur sont généralement élevés, compte tenu de l'installation de la pompe à chaleur, mais les coûts varient selon les pompes à chaleur.
La fourchette de prix typique pour une installation complète se situe entre 10 000 € et 16 000 €, auxquels il faut ajouter les frais de fonctionnement.
Les coûts des pompes à chaleur air-eau commencent généralement à partir de 6 000€ et vont jusqu'à 20 000€, tandis que les coûts des pompes à chaleur géothermiques commencent à 15 000€ et peuvent atteindre jusqu'à 25.000 €.
Les coûts de fonctionnement des pompes à chaleur dépendent de votre foyer, de ses propriétés d'isolation et de sa taille.
Ces frais de fonctionnement sont généralement inférieurs à ceux des systèmes précédents, la seule différence étant le système que vous remplacez. Par exemple, si vous remplacez le gaz, vous réaliserez les économies les plus faibles, alors qu'une maison typique qui remplace l'électricité pourrait économiser plus de 500 € par an.
L'aspect le plus important lors de l'installation d'un système de pompe à chaleur est qu'il soit réalisé de manière irréprochable par un installateur certifié RGE.
Avec des différences nettes en termes de niveau de chaleur produite et de temps de fonctionnement spécifique de la pompe à chaleur, l'installateur responsable devra expliquer les réglages idéaux.
Avant de prendre votre décision d'achat d'un système de pompe à chaleur, il est important de vous informer sur les avantages et les inconvénients des pompes à chaleur.
Vous faite donc bonne route en lisant ces lignes !
Il existe une multitude d'avantages des pompes à chaleur, qui en font un excellent investissement pour le propriétaire, et simultanément, des préoccupations qui doivent être prises en compte.
Nous allons examiner ces avantages et inconvénients en détail ci-dessous, afin de vous aider à prendre une décision éclairée et à faire un investissement judicieux dans cette technologie de chauffage à faible émission de carbone.
Les 7 avantages des pompes à chaleur sont :
Les 7 inconvénients des PAC
Les pompes à chaleur peuvent être un choix fantastique pour votre maison à bien des égards. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des avantages que vous pouvez obtenir en installant une pompe à chaleur.
Les pompes à chaleur sont l'une des solutions de chauffage domestique les plus efficaces qui soient. Cependant, la mise de fonds initiale peut constituer un inconvénient dans ce choix. Vous trouverez ci-dessous une liste d'inconvénients à prendre en compte lors du choix d'une pompe à chaleur.
Les avantages des pompes à chaleur indiquent clairement qu'elles représentent un investissement intelligent à long terme.
Étant donné que les coûts de fonctionnement permettent de réaliser de nombreuses économies sur vos factures d'énergie, puisque le mécanisme qui les sous-tend ne fait que déplacer la chaleur d'un espace à un autre, sans la produire, et que le gouvernement vous aide dans votre transition vers une solution énergétique verte, les pompes à chaleur en valent absolument la peine.
La nouvelle stratégie en matière de chauffage et de construction devrait permettre d'augmenter le nombre d'installations de pompes à chaleur en tant que solution de chauffage à faible émission de carbone.
Vous pouvez considérer les coûts initiaux importants, mais vous devez également avoir une vue d'ensemble. Les applications solaires et les pompes à chaleur permettent d'atteindre une énergie nette nulle.
Il existe différents types de pompes à chaleur, chacune ayant son propre mécanisme. Les marques de pompes à chaleur proposent diverses fonctions et leur seul objectif est de vous faciliter la vie.
Les pompes à chaleur varient en fonction du nombre d'étapes ou de vitesses qu'elles proposent.
Les différentes vitesses, ou étapes, peuvent affecter votre confort et la constance de la température intérieure. Le modèle le plus élémentaire est une pompe à chaleur à un seul étage, avec un débit d'air actif ou inactif, ce qui peut entraîner des fluctuations de la température intérieure et du confort.
Les modèles à deux étages offrent un chauffage et un refroidissement à deux étages pour chauffer ou refroidir plus efficacement votre espace lorsque le temps extérieur devient très froid ou très chaud. Ces caractéristiques avancées peuvent offrir des niveaux de confort plus constants que ceux d'un modèle à un seul étage. Les pompes à chaleur haut de gamme à vitesse variable possèdent plusieurs étages pour un contrôle plus précis de la température et un confort plus constant.
L'une des façons d'améliorer considérablement le confort de votre maison est de maintenir un taux d'humidité intérieur constant tout au long de l'année.
Les pompes à chaleur à deux étages et à vitesse variable offrent un meilleur contrôle car elles fonctionnent plus longtemps à des vitesses plus faibles et consomment moins d'énergie. Elles extraient davantage d'humidité de l'air que les modèles dotés d'un compresseur à un étage.
Les modèles de PAC à vitesse variable offrent un fonctionnement ultra-silencieux par rapport aux modèles équipés de compresseurs à un étage. En outre, les pompes à chaleur qui incluent des couvertures acoustiques peuvent réduire davantage les niveaux sonores.
Les pompes à chaleur sont classées en fonction de leur coefficient de performance saisonnier de chauffage, de leur coefficient d'efficacité énergétique saisonnier et de leur coefficient d'efficacité énergétique. Ces cotes sont semblables au nombre de km par litre pour une voiture : plus la cote est élevée, plus le système est efficace sur le plan énergétique.
Vous pouvez effectivement utiliser une pompe à chaleur pour chauffer votre piscine.
Les chauffe-piscines à pompe à chaleur à haut rendement utilisent généralement des compresseurs à spirale, au lieu des compresseurs alternatifs des unités standard.
Les systèmes de chauffage de piscine par pompe à chaleur fonctionnent efficacement tant que la température extérieure reste au-dessus de la fourchette de 8 à 10 degrés. Plus l'air extérieur qu'elles aspirent est froid, moins elles sont efficaces, ce qui entraîne des factures d'énergie plus élevées.
Cependant, comme la plupart des gens utilisent les piscines extérieures par temps chaud et doux, ce n'est généralement pas un problème.
Les système de chauffage de piscine par pompe à chaleur coûtent plus cher que les systèmes traditionnels à gaz ou fioul, mais leurs coûts d'exploitation annuels sont généralement beaucoup plus bas en raison de leur meilleur rendement.
Avec un entretien approprié, les système de chauffage de piscine par pompe à chaleur durent généralement plus longtemps que les chauffe-piscines à gaz. Par conséquent, vous économiserez plus d'argent à long terme.
Lorsque vous choisissez un système de chauffage de piscine par pompe à chaleur, vous devez tenir compte de ce qui suit :
Une question que nous recevons souvent de la part des clients est : " Combien de temps faut-il à une pompe à chaleur pour chauffer ma piscine/spa ? ".
C'est une excellente question, mais il n'est pas facile d'y répondre. Il y a plusieurs facteurs qui affectent le temps de chauffage de votre piscine ou de votre spa.
Le temps de chauffage requis pour votre piscine ou votre spa dépend de facteurs tels que la température de l'air, la taille de la pompe à chaleur, la taille de la piscine ou du spa, la température actuelle de l'eau, la température souhaitée de l'eau et l'utilisation d'une couverture solaire. Nous examinons chacun de ces facteurs en détail ci-dessous.
Les pompes à chaleur à air dépendent de la température de l'air car elles utilisent la chaleur de l'air pour chauffer votre piscine ou votre spa.
Les pompes à chaleur fonctionnent le plus efficacement à des températures supérieures à 10°C. Lorsque la température est inférieure à 10°C, les pompes à chaleur ne peuvent pas capter efficacement la chaleur de l'air et ont donc besoin de plus de temps pour chauffer votre piscine ou votre spa.
Les consommateurs achètent souvent des pompes à chaleur peu puissantes afin d'économiser de l'argent, mais les unités peu puissantes ont des coûts de fonctionnement plus élevés et nécessitent plus de temps pour chauffer votre piscine. Pour dimensionner correctement votre pompe à chaleur, demandez à un spécialiste.
Les autres facteurs étant constants, les piscines et les spas plus grands nécessitent des temps de chauffage plus longs.
Plus la différence entre la température actuelle et la température souhaitée de l'eau est grande, plus la pompe à chaleur devra fonctionner longtemps.
En plus de réduire les coûts de chauffage des piscines et des spas, les couvertures solaires réduisent également le temps de chauffage nécessaire.
75 % de la perte de chaleur d'une piscine est due à l'évaporation. Une couverture solaire conserve la chaleur de la piscine ou du spa en minimisant l'évaporation.
Elle agit comme une barrière entre l'air et votre piscine ou votre spa.
Globalement, une pompe à chaleur a besoin de 24 à 72 heures pour chauffer une piscine de 11°C et de 45 à 60 minutes pour chauffer un spa de 11°C.